供水管網系統網格化智能管理系統構建與應用

顏朝興

（廈門水務集團有限公司）

供水管網系統網格化智能管理系統構建與應用

顏朝興

（廈門水務集團有限公司）

構建供水管網系統網格化智能管理系統，結合網格化管理理念，利用現代化的傳感、通信、計算機技術，直觀展現供水管網的運行情況，各功能模塊對事故進行完整的預警、分析、決策、實施、評價。提升供水企業的工作效率，為企業盈利、節能降耗、塑造良好社會服務形象，提供強大的支撐平臺。

網格化；智慧水務；壓力變化

【Abstract】The operation of construction of water supply pipe network grid system intelligent management system, combined with the idea of the grid management, use of modern sensor, communication and computer technology, intuitive display of water supply pipe network, each function module of the accident were a complete early warning, analysis, decision-making, implementation, evaluation. Improve the efficiency of water supply enterprises, for the enterprise profit, energy saving and consumption, create a good image of social services, to provide a strong support platform.

1　引言

供水管網系統是供水企業的核心資產，管網維護管理與自來水供應是供水企業的最主要業務。供水企業不僅承擔著增收盈利的經營業務，更承擔著自來水供應服務的社會服務功能。在實際管理中，供水企業普遍面臨著管網系統老化、漏損率高、管理手段落后、工作效率低、人員素質提不上去、服務質量差等問題，直接導致企業盈利受影響，社會服務形象差等負面效應。提出構建管網系統網格化智能管理系統，將龐大的供水管網系統按一定的規則劃分成若干個網格，利用現代化的傳感、通信、計算機技術，將分散的各類數據整合展示、應用，為精細化、標準化管理提供平臺，為企業盈利、提升社會形象提供技術支撐。

2　供水管網系統網格化管理

供水管網系統網格化管理依托供水企業統一的管理與數字化平臺，將供水系統中的管網及用戶按一定的標準劃分成若干個單元網格，全面感知用戶信息及供水管網系統的參數變化，進而建立一種標準化的工作流程，縮短供水企業與用戶的距離，提升對各單元格內的用戶的服務質量、實現管網系統的精細化管理。

供水服務網格化管理體系的基本工作原則：網格布局、條塊總和；信息整合、有度通達；資源共享、有償融通；業務運作協同、有序旋進；公眾服務、透隱到位；經絡監管、透徹有效。

網格化管理網格劃分的依據：第一層以天然的地形（例如，湖、山）為分界區域邊界；第二層以主干道路管道走向為劃分區域邊界；第三層以業務管轄分區劃分邊界。

網格化管理工作體系，利用集成用戶基礎信息、管網系統數據，完成包括水表抄收、用戶投訴、用水宣傳、管網維修、壓力水質等供水特征數據的監控及傳輸、新用戶報裝等工作。

3　供水管網系統網格化智能管理系統構成

供水管網網格化智能管理系統主要由感知層、網絡層、應用層構成（見圖1）。

3.1感知層

感知層是整個供水管網網格化智能管理系統的技術構架基礎。感知層設備主要是供水管網系統中的壓力、流量、水質的在線儀表設備。感知層是利用各種在線監測設備，通過數據采集、協議轉換的方式，在不影響供水系統正常運行的前提下，采集各項供水管網的數據。

3.2網絡層

網絡層是利用互聯網與通信網絡融合，建立網絡層體系，對采集的管網系統中各項數據實時傳輸至數據中心，并對數據進行有效的存儲、維護、管理，以供上層使用。

3.3應用層

感知層和網絡層體系的建立，為供水管網系統運行提供了關鍵的流量、壓力、水質數據。只有深度地分析和挖掘各項數據表征的內涵和相關關系，才能對實際生產提供決策依據。

供水管網網格化智能管理系統，首先通過感知層、網絡層將各類數據進行初步的加工和展示，實現了對供水管網運行情況的主觀感知，進而通過對各項數據進行匯總、對比、分析等，將各項數據更深層次地運用，以作為指導生產的科學依據。

供水服務網格化管理系統功能模塊包括：抄表管理、用戶基礎信息、統計分析、在線監控、應急管理、用水申報、維修搶修、熱線幫您、考核評價、服務互動、掌上網格、用水常識、產銷差分析、系統管理等多功能服務功能模塊。實現供水信息精確采集；供水參數實時傳輸；管理辦公協同；監督與服務一體化；用戶服務全能、高效、全時段、全方位覆蓋的供水網格化服務體系（見圖2）。

圖1　供水管網系統網格化管理平臺架構簡圖

圖2　供水管網系統網格化智能管理系統功能模塊

4　供水管網系統網格化智能管理系統工作流程

供水管網系統網格化智能管理系統工作流程分為3個步驟：感知——分析——執行。

4.1感知

利用現場安裝的壓力、流量、水質監控點及遠程數值，全面感知供水管網的運行情況。如發生異常，系統自動報警。

4.2分析

根據報警的信息，系統自動分析事故發生的原因及大致地點，為事故處理提供決策參數。

4.3執行

執行事故處理的工作，并將處理結果反饋于系統，完善數據庫信息。

5　實踐案例分析

5.1網格化分區概況

某供水片區日供水量約11萬t，DN100及以上供水管道長度350km，水表個數5.3萬只。按分區原則共分為8個區域。道路交叉口安裝壓力傳感器，實時遠傳數值；大的路口、用戶集中區域、水質特殊要求的用戶安裝水質監測點，數據實時遠傳；實時遠傳數值流量點為各村總表、重點工業用戶、分區邊界（有條件安裝）。

5.2案例分析

5.2.1示范區概況

示范區網格面積約1.52km2，主要以生活區為主，網格內有大型農村社區2個，房地產小區6個，公園2個，行政事業單位5家，店面若干。周邊管網主要為DN400、DN300，用戶數約為6000戶。區域內布置測壓點13處，水質監測點2處。因區域多路進水，且在邊界管網系統中安裝流量計施工難度大，未安裝邊界監控流量計。管網漏水采用壓力法實時監控，并以此為漏水點定位提供參考（見圖3）。

5.2.2供水管道系統發生漏水時壓力變化特征

對于樹枝狀管網系統，供水管道發生漏水對漏水點的下游管道造成嚴重影響，其下游管段上的供水壓力普遍下降明顯。環狀管網系統中，當發生管道漏水時，在漏水點區域內各壓力監測點壓力變化有明顯差異，且越靠近漏水點，壓力變化越明顯。利用壓力監測點在漏水事件發生前后的壓力值變化，并結合工作實踐經驗，可基本判定漏水點的位置（見圖4、表1）。

5.2.3案例分析

2015年2月16日，在供水管網系統網格化智能管理系統中出現以下情況及操作：

1）“在線監測”模塊中報警，示范區內壓力變化大。

2）在“輔助決策”模塊中進行區域內壓力點監測值結果分析，并自動生成“壓力變化雷達圖”及“壓力變化表”，基本確定漏水點位置。

3）“維修搶修”模塊中建立工單，調度維修搶修人員到現場維修；同時，“地理信息系統”模塊提供相關的關閥方案，“用戶基本信息”模塊生成受影響的用戶清單。

4）“熱線幫您”自動將停水或降壓信息推送至用戶端。

5）這次事件及全過程記錄“考核評價”模塊，受相關的考核。

從圖5直觀看出，2號測壓點的壓力變化最大，3號其次，根據圖3，4號、3號、2號在管道上線性分布，可判斷出該區域發生漏水，漏水點位于3號測壓點與2號測壓點之間。

圖3　示范區管網分布圖

圖4　管道漏水工作流程

表1　壓力變化表

6　結束語

基于供水管網系統網格化智能管理系統平臺，將抄表催費、維修搶修、在線監控等各項業務工作逐步信息化、標準化。在系統平臺上，開展供水管網系統的維護管理及營業業務、客戶服務，不僅提升了工作效率，并且拉近供水企業與用戶的距離，做到了及時快速響應，優質的服務。在實踐中不斷地完善系統功能及基礎數據，使之為保障管網運行安全、節能降耗，提升服務提供強大的支撐。

[1]張高嫄，戴雄奇. 供水管網漏損事故工況的模擬與定位. 2011.

[2]程偉平. 智慧水務基本理念及在指導漏損控制的實踐.給排水動態,2015(06):12.

[3]梅丹，艾偉.水務數字化管理模式在水務集團的應用.給水排水（S），2014 （40）:395-397.

Construction and Application of Grid Intelligent Management System for Water Supply Network System

YAN Zhao-xing

（Xiamen Water Group Co.,Ltd.）

grid; smart water; pressure change